晶核預控制的多晶硅薄膜晶化技術研究.pdf

1、固相晶化法制備多晶硅薄膜技術具有大面積制備、可大批量處理、易于形成生產線等優(yōu)點,因此它成為一種很具優(yōu)勢的多晶硅晶化技術。但是,這種晶化方法加熱溫度過高(一般大于600℃),時間過長(24小時以上),不僅降低了生產率,而且襯底材料的選擇也受到了很大限制。因此,探索新穎有效的方法以達到縮短其晶化時間,降低晶化溫度,同時提高晶化質量的目的具有十分重要的研究價值。本文提出了多晶硅薄膜新型固相晶化技術,在晶化過程中對晶核預控制處理,降低晶化溫度,

2、縮短晶化時間,提高晶化質量,以期貫通工藝流程,逐步優(yōu)化工藝條件。其主要成果如下:
　　首先,研究了氫等離子體輔助誘導晶化多晶硅薄膜,分析討論了不同氣壓、功率以及氫等離子體作用時間對晶化的影響。實驗發(fā)現(xiàn):晶化后多晶硅薄膜的晶化率隨氣壓先增大后減小,在100Pa壓力下呈現(xiàn)明顯的峰值;多晶硅薄膜晶化率隨功率、作用時間呈現(xiàn)同樣先增后減趨勢;通過這三組參數(shù)的分析討論,得到氫等離子體輔助晶化多晶硅薄膜的最佳工藝窗口為:氫等離子體氣壓100Pa

3、,功率80W(功率密度0.064W/cm2),作用時間30min。
　　其次,研究了沉積氣壓、功率、沉積溫度對非晶硅薄膜微結構以及沉積速率的影響。本系列實驗主要通過拉曼散射譜中TA與TO峰強度的比值變化,分析討論了不同工藝條件下非晶硅薄膜的無序態(tài),同時為晶化前驅物對固相晶化影響的研究奠定了基礎。
　　最后,在分析研究晶化前驅物微結構無序態(tài)的基礎上,研究了晶化前驅物對固相晶化的影響。通過分析發(fā)現(xiàn):隨著TA與TO峰強度比值的減小